聚胺酯合成与应用.doc

聚胺酯（英Polyurethane, IUPAC缩写为PUR, 一般缩写为PU）是指主链 中含有氨基甲酸酯特征单元的一类高分子这种高分子材料广泛用于黏合剂,涂 层，低速轮胎，建圈，车瑕等工业领域在H常生活领域聚氨酯被用来制造各种 泡沫和塑料海绵聚胺酯还被用于制造避孕套（对乳眩避孕套过敏的人适用）和 医用器材和材料由于聚氨酯具有非常低的导热系数所以聚氨酯材料为基础的 新型墙体保温材料是一种新型的墙体材料，在欧美等西方国家已经发展的比较成 熟了，在中国这方面墙体保温材料的推广还在继续进行中，所以在中国的发展市 场非常具有潜力历史1聚胺酯的研究开发最初是由Otto Bayer和他的同事合作于1937年在德国勒沃 库森的I. G. Farben实验室开始的他们通过实验应用加成聚合原理，利用液态 异氧酸酯和液态聚瞇或二醇聚酯生成一种有别于当时已发现的聚烯坯和缩聚生 成塑料的新型塑料 聚胺酉旨新的单体混合物也不同于Wallace Carothers已 取得的对于聚酯的专利2第一种商业生产的聚醍多元醇，聚（四亚甲基醍）乙二醇，是由杜邦于1956 年用四氢咲喃聚合生成的BASF和陶氏化学在随后的1957年推出比较便宜的聚 烷姪二元醇。

这些聚瞇多元醇表现出了技术和商业上的优势，女口：低成本，易处 理，优异的水解稳定性；而且在制备聚氨酯时可以快速取代聚酯多元醇3 1967年，胺基甲酸乙酯改性的聚异氧酸酯硬质泡沫被生产出来了，生产出来 的低密度隔热材料显示出更好的热稳定性和阻燃性也是在60年代，汽车的内 部安全组件如仪表盘和门的面板开始使用热塑性塑料回填半硬质泡沫制成4从二十世纪80年代初，水吹微孔柔性聚胺酯泡沫被用于汽车面板和轮胎密封 空气过滤器的模型垫圈此后，由于能源价格上升、以及减少PUC在汽车中使 用的要求口増，聚胺酯的市场份额不断增加昂贵的原料价格因部件重量的减轻, 如金属盖和过滤器外壳的减少而得到补偿高填充的聚胺酯弹性体和未填充的聚 胺酯泡沫现在被用于高温油过滤器当中合成聚氨酯是指具有氨基甲酸酯结构的高分子材料,牛产反应见下图聚胺酯属于反应型高分子材料，同类的塑料还包括：环氧树脂、不饱和聚酯、酚 醛塑料其中的氨基甲酸酯基团是由异氧酸酯官能团-N=C=O和疑基-OH反应生成 的聚氨酯是由聚亚氨脂和多元醇在催化剂和其它助剂存在下加成聚合反应而生 成既然这样，聚亚氨酯是一个含有两个以上异氧酸官能团R-(N=C=O)n三2的 分子，而多元醇是一个含有两个以上羟基官能团R-(OH)n三2的分子.反应 产物是包含有胺基甲酸酯基-RNHCOOR-的聚合物•界氧酸酯会和任何含有活泼 氢离子的分子发生反应。

更重要的是，异氧酸酯会和水反应生成腺键并放出二氧 化碳它们还会和聚醯胺反应生成聚豚商业制造时，液态异氧酸酯和包含多 元醇、催化剂和其它助剂的混合物反应生成聚氨酯这两种组分即通常所指的聚 氨酯配方体系北美称异鼠酸酯为A组分，或叫“ISO” o多元醇和其它助剂的 混合物被称为B组分，或叫“POLY〃,这种混合物有时也被称作树脂或树脂混合物 在欧洲，A组分和B组分正好相反树脂混合的助剂可以包括链增长剂、交联剂、 表面活性剂、阻燃剂、发泡剂、颜料和填料原料：要制造聚胺酯，需要有两类至少两种功能的物质作为反应剂：含有异氧酸酯官能 团的化合物，和含有活性氢原子的化合物这些化合物的物理化学特性、结构和 分子大小会对聚合反应、易加工性及聚胺酯加工后的物理特性产生影响此外， 助剂如催化剂、表面活性剂、发泡剂、交联剂、阻燃剂，光稳定剂和填料的加入 目的是为了控制和改善反应工艺和聚合物的性能丄异氤酸酯合成聚氨酯时要有含有两个以上官能团的异氧酸酯.据记载，芳香族异氧酸酯占 全球二异氧酸酯牛产的大部分脂肪族和脂环族异鼠酸酯也是聚氨酯材料家族的 重要组成部分但在量上占的比重不大这有儿方面原因：1,芳香族链接的界鼠 酸酯基团比脂肪族的反应活性强，2,芳香族的异氨酸酯更经济实惠，而脂肪族 异氧酸酯只有当最终产品要满足特殊的要求时使用。

女n：光稳定性好的涂料和 弹性体只能由脂肪族异氧酸酯制得就算是同一级别的异氧酸酯，由于空间结构 的不同，官能团的反应活性也有显著的不同，比如对于2, 4-甲基二界鼠酸酯，甲 基对位的异氟酸酯的活性就比邻位的反应活性强2多元醇多元醇是由单体基团和起始剂牛成的更高分子量的物质它们经常被分为1）聚 醸多元醇，是由含活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯桂在催化剂作用下开环聚 合而成2）聚酯多元醇，是由多元酸和多元醇混合脱水缩聚而成它们又可以 根据最终用途进一步分为硬质和软质多元醇，取决于引发剂的作用和其分子量 考虑到实用性，软质多元醇的分子量一般在2000到10000 （轻基含量18-56） 硬质多元醇的分子量一般在250到700（耗基含量300-700）・分子量 从700到 2,000 （疑基含量60到280）的多元醇用于调节基础体系的软硬度，同时增加低 分子量的乙二醇在高分子量的多元醇当中的溶解性扩链剂和交联剂扩链剂（f=2）和交联剂（f二3或更大）是小分子胺类和醇类，在聚胺酯纤维、弹 性体、胶粘剂、人造革和微孔泡沫塑料的结构形成过程中起重要的作用催化剂聚胺酯催化剂可以分成两大类,胺化合物和有机金属化合物。

根据它们的特征， 平衡和相对效能还可以进一步分类传统的胺催化剂为叔胺类如三亚乙基二 胺 （TEDA,又称1,4-二氮杂双环［2. 2. 2］辛烷 或DABC0）, 二甲基环己 M （DMCI1A）, and二甲基乙醇胺（DMEA）.叔胺催化剂的选用原则是它们是 否能加速聚胺酯（多元醇+异氧酸酯，或者凝胶）的反应，聚脓（水+异氧酸酯， 或鼓泡）的反应，或者异氧酸酯的三聚反应因为大部分的叔胺催化剂都可以在 一定程度上加速上述三种反应，所以选用时也耍考虑它们是否对其中一种反应的 作用优于另外的反应比如，四甲基丁二胺（TMBDA）加速凝胶的作用大于鼓泡。